Preview

Строительство и реконструкция

Расширенный поиск
№ 1 (2024)
Скачать выпуск PDF

ТЕОРИЯ ИНЖЕНЕРНЫХ СООРУЖЕНИЙ. СТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ

3-13 177
Аннотация

В статье рассматривается энергетическая эффективность стен с жалюзийным солнцезащитным устройством. Отмечено, что эффективным средством защиты от солнечной радиации в летний период, являются жалюзийные фасадные системы с вентилируемой прослойкой. В результате проведенных экспериментальных исследований на моделях зданий отмечен ряд существенных теплофизических закономерностей, определяющих тепло-ветровые процессы в пристенном слое фасадных систем, которые с полным основанием можно применить в реальном проектировании, строительстве и эксплуатации объектов. Созданы предпосылки и условия для разработки универсальной методики оценки тепло-ветровых процессов, определяющихся геометрическим и физическим подобием при моделировании процессов пристенной воздушной среды в решении архитектурно-конструктивных задач, разнообразных по составу. Установлено, что эффективность проветривания пристенного слоя воздуха и первого незастраиваемого колонного этажа достигается при применении фасадных жалюзийных солнцезащитных устройств с углом наклона их ламелей 45о - 60о к плоскости фасада при их инсоляции. Выявлена энергетическая эффективность стен зданий путем применения солнцезащитных жалюзийных устройств. Определены предпосылки для архитектурно-строительного проектирования наружных стен с жалюзийными солнцезащитными устройствами способствующие формировать конвективные потоки в пристенном слое воздуха которые в последствие могут использованы для обогрева помещений, а также для извлечения отработанного воздуха из помещений путем определения месторасположения естественных приточно-вытяжных отверстий и режима эксплуатации оконных створок, фрамуг, форточек.

14-29 216
Аннотация

В статье рассмотрены различные аспекты проблемы оценки раскрытия трещин в железобетоне, опираясь на экспериментальные данные, полученные в исследованиях последних лет. Автором предложена классификация типов трещин, введен ряд новых гипотез, установленных экспериментально эффектов деформирования железобетона в зоне трещин. Сформулированные на этой основе принципы включают схемы распределение силовых потоков между трещинами, понятие о прогрессирующих магистральных трещинах и деформационном эффекте в железобетоне - специальном двухконсольном элементе в местной области около берегов трещины, новые обобщенные гипотезы, теоремы и функционалы о линейных и угловых деформациях сжатой и растянутой зон сечений железобетонных элементов на всех уровнях упруго-пластического деформирования. Предложенная модель составных стержней в виде единичных полосок для определения жесткости участка железобетона с пересекающимися трещинами позволила на порядок сократить дифференциальные уравнения теории составных стержней. Установлена связь и приведены аналитические зависимости для перемещений в трещине c раскрытием и сдвигом ее берегов, определен главный вектор перемещений и угол равнодействующей усилий в арматуре, пересекающей трещину. Построены расчетные зависимости для определения уровневых расстояний между трещинами и ширины раскрытия трещин. В рамках общей методологии рассматриваемой проблемы раскрытия трещин в железобетоне с использованием сформулированных принципов построена общая комбинированная численно – аналитическая модель строительной механики железобетона (МРМС), учитывающая деформационный эффект в трещине, моделируемый двухконсольным элементом (ДКЭ), типы трещин, пространственную поверхность распределения деформаций в сечении с трещиной и другие установленные экспериментально особенности механики железобетона.

30-37 124
Аннотация

Цель научного исследования состоит в развитии метода интерполяции по коэффициенту формы для расчёта максимального прогиба тонких пластинок на упругом винклеровом основании, нашедших широкое применение при моделировании работы элементов строительных конструкций зданий и сооружений. Указанный метод расчёта позволяет получать решения на основе прямых аналитических зависимостей, аргументом которых является интегральная характеристика плоской выпуклой односвязной области – коэффициент формы. Эта характеристика имеет применение в ряде задач математической физики и известна по работам учёных Г. Полиа и Г. Сегё. Впервые к расчёту пластинок коэффициент формы применён профессором В.И. Коробко. Метод интерполяции по коэффициенту формы разработан профессором А.В. Коробко. При определении максимального прогиба тонких пластинок на упругом основании отдельные параметры задачи рассматриваются как функции от коэффициента формы рассматриваемой пластинки и определяются типом граничных условий на её контуре. Построению аппроксимирующих функций для непрерывных множеств пластинок характерных очертаний и граничных условий посвящено настоящее исследование. В статье приводятся функции для расчёта значения максимального прогиба упругих пластинок в виде равнобедренных треугольников, ромбов и прямоугольников. При этом рассматриваются пластинки с различными комбинациями шарнирного опирания и жёсткого защемления по их отдельным сторонам, нагруженные сплошной равномерно распределённой нагрузкой. Установленные функциональные зависимости предназначены для непосредственного использования при расчёте пластинок указанных очертаний, а также для получения опорных решений при интерполяции значений максимальных прогибов пластинок более сложных очертаний.

38-48 208
Аннотация

В России всё больше расширяется объём выпускаемой пилопродукции, получаемой за счёт раскроя крупномерных брёвен на ленточнопильных станках. Полотна ленточных пил отрабатывают от 20 до 500 часов, и технология их вторичного использования в настоящее время не предусмотрена. Создание эффективного метода армирования деревянных конструкций отработанными полотнами ленточных пил позволит повысить их показатели несущей способности, жёсткости и эксплуатационной надёжности. Предполагается, что по сочетанию прочностных показателей и технологичности новые армированные деревянные конструкции будут соответствовать существующим аналогам, а по экономическим показателям – превосходить их. Новизна исследования состоит во вторичном использовании техногенных отходов деревообрабатывающих производств в строительстве зданий и сооружений, что позволит с достаточной степенью достоверности обосновать эффективность предложенного метода армирования деревянных конструкций. В статье исследуются балки из цельной древесины длиной 6 метров сечением 100×200 мм, испытания производятся на изгиб. Выполнено численное моделирование плоского напряжённого состояния методом конечных элементов. Несущая способность балки с армированием отработанными полотнами ленточных пил увеличилась в 1,5 раза в сравнении с неармированной балкой.

49-63 154
Аннотация

В статье приводятся результаты исследования ползучести и усадки сталежелезобетонных образцов. Для этого были проведены параллельные испытания образцов, выполненных из одного класса бетона, но с разным армированием. Исследовались бетонные образцы, образцы, армированные каркасами из стержневой арматуры и сталежелезобетонные образцы с внешним листовым армированием. Испытания проводились в климатических помещениях с использованием пружинных установок для поддержания неизменной нагрузки, действующей на образцы в течении длительного времени. Нагрузка на образы подбиралась из расчета равенства напряжений в бетоне во всех сериях образцов. Образцы испытывались как гидроизолированные, так и не гидроизолированные, оценивалось влияние гидроизоляционного покрытия на деформации усадки и ползучести для разных серий образцов. Для снятия информации была разработана система, позволяющая помимо продольных деформаций усадки и ползучести определить поперечные деформации, продольные деформации по граням образца для определения влияния арматуры и стали внешнего листа, оценить изменение продольных деформация от центра образца к его краям, отдельно оценить деформации бетона и стального листа в сталежелезобетонных образцах.

Анализ результатов позволил сравнительную оценку влияния обычной стержневой арматуры, а также стального листа сталежелезобетонных образцов на деформации ползучести и усадки, также была произведена оценка влияния гидроизоляционного покрытия на результаты испытаний в разных сериях. По результатам проведенной работы сформулированы расширенные требования к экспериментально-теоретическим исследованиям сталежелезобетонных образцов с внешним листовым армированием по определению их расчетных жесткостей.

БЕЗОПАСНОСТЬ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

64-77 96
Аннотация

Теория накопления повреждений в бетоне как неоднородно-хрупком материале применительно к условиям высокотемпературного резкорежимного нагрева дополнена предпосылкой об инвариантности предельных структурных напряжений, позволяющей представить развитие нелинейного компонента деформации и снижение прочности как единый процесс. Характеристикой этого процесса является коэффициент упругости (коэффициент секущего модуля) бетона, приобретающий в рассматриваемой постановке характер энтропийного параметра повреждённости материала. Следствия данной предпосылки сформулированы в виде базовых термомеханических соотношений, благодаря которым появляется возможность представить реакцию бетона на действие температуры и нагрузки как результат действия двух деградационных механизмов: испарения влаги из геля цементного камня и разрушения структурных связей с ростом температуры, которые реализуются соответственно в виде линейного и нелинейного компонентов силовой деформации.

Предложена методика нормализации (представления в относительном к начальному значению виде) кривых развития силовых деформаций бетона, которая позволяет обоснованно разделить эти компоненты при анализе кривых деформирования и найти необходимые для их описания температурные параметры в условиях нагрева в нагруженном состоянии. Выявлено, что при той же нагрузке и температуре повышение деформативности при нагреве бетона в нагруженном состоянии по сравнению с нагружением после нагрева происходит за счёт увеличения линейного компонента при сохранении его доли в составе полной деформации, характеризуемой коэффициентом упругости, постоянной. Показано, что допущения, принятые в существующих моделях деформирования нагруженного бетона при нестационарном нагреве, являются частными решениями и определены условия, при которых их применение становимся возможным.

78-87 106
Аннотация

Представлен концептуальный подход к прогнозированию долговечности бетона в условиях морозного воздействия и сильного насыщения на основе реальной работы бетона в конструкциях портовых сооружений на морском побережье юга о. Сахалин. Показано, что отсутствие методов прогнозирования коррозии бетона в условиях морозного воздействия, обусловлено многообразием и синергетическим эффектом факторов, определяющих долговечность. Многоцикличное воздействие знакопеременных температур, обусловленное морскими приливами, не всегда является определяющим критическим показателем суровости для зоны переменного уровня. Незамерзающая вода в акватории портов и тяжелые гидрометеорологические условия в виде сильного волнения предопределяют обледенение конструкций в течение всего зимнего периода. Этот фактор в определенных случаях может являться критическим для бетона. На основании результатов исследования состояния, свойств и температурно-влажностного режима бетона в конструкциях зоны переменного уровня воды и общепринятых теоретических положений морозного разрушения бетона предложено прогнозировать срок службы в зоне переменного уровня портовых сооружений на основе концепции двухстадийности процесса морозной коррозии. Показана возможность прогноза долговечности бетона на основе сценарного моделирования процесса развития системы структуры пор цементной матрицы в зависимости от ее параметров к началу морозного воздействия и механизма промерзания бетона в конструкциях.

88-98 120
Аннотация

На энергетической основе, с использованием диаграммного метода разработан алгоритм численно-аналитического решения задачи по определению параметра живучести железобетонного рамного каркаса многоэтажного здания со сложнонапряженными элементами при статико-динамическом деформировании, вызванном особым воздействием. Определение значения параметрической нагрузки, при которой в наиболее напряженном пространственном сечении при рассматриваемом режиме нагружения наступает один из критериев особого предельного состояния получено из системы канонических уравнений неординарного варианта смешанного метода. В соответствии с этим вариантом смешанного метода, решение задачи построено таким образом, когда первоначальная исходная система подконструкции рамы описывается шарнирно-стержневой моделью, в которой места возможного выключения связей заменяют сложными шарнирами и соответственно неизвестными угловыми и линейными связями. путем выполнения численных исследований и сравнением с экспериментальными данными дана оценка эффективности и достоверности разработанной методики. Показано, что при принятых исходных гипотезах предложенная методика расчета живучести рам со сложнонапряженными элементами удовлетворительно описывает процесс их деформирования и разрушения при рассматриваемых воздействиях.

99-108 137
Аннотация

Технология усиления конструкций методом торкретирования известна более ста лет. Первые опыты применения данного метода относятся примерно к 1910-1912 годам. В то же время на данный момент остаются вопросы как с методикой расчета усиливаемых конструкций, так и с учетом новых свойств торкрет-бетона, которые появляются у данного материала в результате совершенствования оборудования и материала для торкретирования непосредственно. В настоящей статье расмотрен опыт расчета, проетирования и применения торкрет-бетона для усиления несущих конструкций из каменной кладки, накопленный за последние два года. Представлены актуальные методики производства работ, а также соответствующие им методика расчетного обоснования (учитывающих этапность проведения работ по усилению конструкций) для сложных с инженерной точки объектов: сводов, кирпичных стен с большим процентом повреждения, в том числе в результате минно-взрывных воздействий. Показаны результаты реализации усиления каменной кладки методом односторонних аппликаций из торкрет-бетона.

СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИ

109-116 89
Аннотация

В представленной работе исследован процесс термодеструкции не модифицированных и модифицированных боразотным соединением измельченных стеблей борщевика Сосновского методом термогравиметрического анализа (ТГА) и дифференциальной сканирующей калориметрией (ДСК). Общая цель исследования - определение температуры разложения основных химических компонентов и величин потери массы обработанных и необработанных измельченных стеблей борщевика Сосновского для установления условий производства теплоизоляционных материалов на основе обработанных измельченных стеблей. Концентрация используемого модификатора составляла 10%, 30% и 50% моноэтаноламин (N→B)-тригидроксибората (МЭАТГБ). Полученные данные позволили сделать вывод о том, что использование 30% и 50% модификатора МЭАТГБ уменьшает величину потерь массы по сравнению с контрольными образцами. Таким образом, установлена оптимальная концентрация модификатора разная 30% для изготовления композитов из обработанных измельченных стеблей борщевика Сосновского с возможностью обработки и/или сушки при температуре менее 100°С.

117-128 127
Аннотация

В статье рассмотрены технологии возведения в основном гражданских зданий в разные периоды строительства в Санкт-Петербурге. Предметом исследования является строительные системы и технологии возведения зданий, которые рассматриваются с целью исследования развития методов индустриального строительства в Санкт-Петербурге и прогнозирования тенденций технического прогресса в области индустриальных методов строительства. Предпосылками технического прогресса в строительном комплексе Санкт-Петербурга является развитие индустрии материально-технических ресурсов строительства, а именно производства новых строительных материалов, конструкций, строительной оснастки, приспособлений и строительных машин, а также малой механизации и инструментов. Это неизбежно становится причиной появления в строительстве более совершенных строительных систем, возводимых индустриальными методами. В ходе исследования строительные системы оценивались методами экспертного опроса специалистов по заранее разработанной анкете, в которой были взаимно несопоставимые критерии, отражающие архитектурные, прочностные и экономические характеристики строительных систем индустриального производства. Результаты экспертной оценки строительных систем стали основой в определении рациональной объемов сборного и сборно-монолитного строительства и выявления тенденций и перспективных направлений развития индустриальных методов строительства и научных исследований в этой области.

129-138 140
Аннотация

В статье рассмотрены положения по выбору транспортных средств для перевозки сборных железобетонных конструкций. Потребность в применении железнодорожного транспорта при осуществлении доставки конструкций может быть вызвана строительством в отдаленных районах Сибири, а также существующим размещением предприятий-поставщиков.

Для перевозки конструкций в основном используются полувагоны общего назначения, а также четырехосные платформы. Приведены способы закрепления и размещения железобетонных конструкций.

Рассмотрены основные причины повреждений железобетонных конструкций и разработаны рекомендации по их устранению при транспортировании. В большинстве случаев повреждения конструкций при железнодорожных перевозках происходят в момент соударения вагонов при неправильном спуске их с сортировочных горок из-за смещения или излома креплений под действием сдвигающегося груза, когда скорости платформ превышают нормативные. На количество повреждений также влияет некачественно осуществляемое крепление.

Исследованы возможности погрузки конструкций массового изготовления в полувагоны и на платформы, в предположении загрузки их одинаковыми по массе и размерам железобетонными конструкциями.

Приведены предложения по повышению эффективности перевозок железнодорожным транспортом, в том числе рекомендовано к применению техническое решение с установкой каркаса на платформе для перевозки плит.



Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2073-7416 (Print)